CN109282041A - 一种多磁混联型磁流体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多磁混联型磁流体密封装置，包括外壳、左极靴环、右极靴环、内极靴环、外极靴环、左套筒、右套筒、左永磁体环、中间永磁体环、右永磁体环；所述的左套筒、内极靴环、右套筒依次套装于轴上，所述的左套筒的右端面与内极靴环的左端面接触，所述的内极靴环的右端面与右套筒的左端面接触；所述的左极靴环、外极靴环、右极靴环依次设于外壳的内壁上；所述的左极靴环的右端面与外极靴环的左端面接触，所述的外极靴环的右端面与右极靴环的左端面接触。本发明的解决了现有密封装置存在转轴偏心从而影响密封装置耐压性能的难题，使得该密封技术成功运用于大轴径旋转的场合中。

Description

一种多磁混联型磁流体密封装置

技术领域

本发明属于机械工程密封领域，具体涉及一种多磁混联型磁流体密封装置。

背景技术

在大轴径旋转轴磁性液体密封中，由于加工装配误差、振动等因素的影响，转轴相对于极靴会发生偏心，偏心将会降低磁性液体密封的耐压性能以及磁流体的损失，因此提高大间隙磁性流体密封的耐压性能以及减少磁流体损失是当前研究的热点问题之一。

减小转轴偏心对磁性液体密封耐压性能的影响的方法之一是通过改进磁性流体密封结构，如对比文献1(公开号为 CN105465373A的专利)所述的密封装置。尽管以上文献所述的密封装置相对普通磁性流体密封性能得到极大的提高，但其密封装置并没有考虑到转轴偏心对磁流体密封耐压性能的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种多磁源混联型磁流体密封装置，从而解决现有密封装置存在转轴偏心从而影响密封装置耐压性能的难题，使得该密封技术成功运用于大轴径旋转的场合中。

本发明的技术方案如下：

所述的多磁混联型磁流体密封装置，包括外壳、左极靴环、右极靴环、内极靴环、外极靴环、左套筒、右套筒、左永磁体环、中间永磁体环、右永磁体环；所述的左套筒、内极靴环、右套筒依次套装于轴上，所述的左套筒的右端面与内极靴环的左端面接触，所述的内极靴环的右端面与右套筒的左端面接触；

所述的左极靴环、外极靴环、右极靴环依次设于外壳的内壁上，所述的左极靴环的右端面与外极靴环的左端面接触，所述的外极靴环的右端面与右极靴环的左端面接触；

所述的内极靴环和外极靴环相互对应，内极靴环的外圆面和外极靴环的内圆面之间留有间距；所述的内极靴环的外圆面上间隔设置一个以上的环槽I，所述的中间永磁体环设于该环槽I内，中间永磁体环的外圆面与内极靴环的外圆面齐平；所述的外极靴环的内圆面上对应各个中间永磁体环设有极齿I，所述的极齿I沿径向向中间永磁体环的外圆面延伸，与中间永磁体环的外圆面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的左极靴环的内圆面沿径向向左套筒的外圆面延伸，左极靴环的内圆面和与左套筒的外圆面之间留有间距；所述的左极靴环的内圆面上设有极齿II，所述的极齿II沿径向向左套筒的外圆面延伸，与左套筒的外圆面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的左极靴环的右端面上靠近筒体的一侧设有环槽II，所述的左永磁体环设于环槽II中；所述的左极靴环的右端面上靠近轴的一侧与内极靴环的左端面相互对应，并与内极靴环的左端面之间留有间距；所述的左极靴环的右端面上靠近轴的一侧上设有极齿III，所述的极齿III沿轴向向内极靴环的左端面延伸，与内极靴环的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的右极靴环沿径向向右套筒的外圆面延伸，右极靴环的内圆面和与右套筒的外圆面之间留有间距；所述的右极靴环的内圆面上设有极齿Ⅳ，所述的极齿Ⅳ沿径向向右套筒的外圆面延伸，与右套筒的外圆面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的右极靴环的左端面上靠近筒体的一侧设有环槽III，所述的右永磁体环设于环槽III中；所述的右极靴环的左端面上靠近轴的一侧与内极靴环的右端面相互对应，并与内极靴环的右端面之间留有间距；所述的右极靴环的右端面上靠近轴的一侧上设有极齿Ⅴ，所述的极齿Ⅴ沿轴向向内极靴环的右端面延伸，与内极靴环的右端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封。

所述的内极靴环的径向高度高于左套筒和右套筒的径向高度；所述的外极靴环的径向高度小于左极靴环和右极靴环的径向高度；

所述的外极靴环的轴向长度大于内极靴环的轴向长度，所述的左极靴环的轴向长度小于左套筒的轴向长度，所述的右极靴环的轴向长度小于右套筒的轴向长度。

所述的环槽II的外圆面与外极靴环的内圆面齐平，所述的环槽III的外圆面与外极靴环的内圆面齐平。

所述的左极靴环的内圆面上设有的极齿II的数量为1-6个；所述的左极靴环的右端面上靠近轴1的一侧上设有的极齿III数量为1-6个；所述的右极靴环4的内圆面上设有的极齿Ⅳ数量为1-6个；所述的右极靴环的右端面上靠近轴的一侧上设有的极齿Ⅴ数量为1-6个。

所述的外极靴环的内圆面上设有的极齿I1的数量为1~20个，所述的中间永磁体环的数量和位置均与极齿I相对应。

所述的极齿I1与中间永磁体环的外圆面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿II与左套筒的外圆面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿III与内极靴环的左端面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿Ⅳ与右套筒的外圆面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿Ⅴ与内极靴环的右端面之间的间隙的大小为0.05~3mm。

所述的左永磁体环、中间永磁体环、右永磁体环均为径向充磁型永磁体环；

所述的各个中间永磁体环的磁力线方向相同；所述的左永磁体环和中间永磁体环的磁力线方向相反；所述的左永磁体环和右永磁体环的磁力线方向相同。

所述的左极靴环、右极靴环的外圆面上设有环槽Ⅳ，所述的环槽Ⅳ内设有密封圈。

所述的多磁混联型磁流体密封装置，还包括左隔磁环、右隔磁环；所述的左隔磁环和右隔磁环设于壳体的内壁上，左隔磁环位于左极靴环的左侧，右隔磁环位于右极靴环的右侧。

所述的多磁混联型磁流体密封装置，还包括左轴承和右轴承，所述的左轴承和右轴承分别套装于轴上，所述的左轴承设于左隔磁环左侧，与左隔磁环接触；所述的右轴承设于右隔磁环的右侧，与右隔磁环接触。

本发明通过在左极靴、右极靴的内圆面和侧面开设极齿，在外极靴内圆面上开设极齿，在内极靴外圆面上凹槽内安装并联型永磁体，并与左右永磁体形成串联型磁路。使左极靴和右极靴与内极靴形成轴向和径向密封空间，外极靴与内极靴形成径向密封空间， 在所有的径向和轴向密封间隙内注入磁流体，从而实现一种多磁源混联型磁流体密封装置。

本发明克服现有密封装置在高速重载的情况下引起的磁流体损失从而导致密封性能下降的难题，采用本发明结构设计，大大提高了磁路的磁能积，大大降低了因偏心等因素引起的磁流体损失，提高了大轴径条件下磁性流体密封的耐压能力和密封可靠性，提高了磁流体密封的二次自修复呢你，扩大了其安全工作范围。

附图说明

图1为本发明实施例提供的多磁混联型磁流体密封装置的结构示意图；

图中各序号标示及对应的名称如下：

1-轴，2-外壳，3-左极靴环，4-右极靴环，5-内极靴环，6-外极靴环，7-左套筒，8-右套筒，9-左永磁体环，10-中间永磁体环、11-右永磁体环、12-极齿I、13-极齿II、14-极齿III 、15-极齿Ⅳ，16-极齿Ⅴ，17-密封圈、18-左隔磁环、19-右隔磁环、20-左轴承、21-右轴承、22-端盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，所述的多磁混联型磁流体密封装置，包括外壳2、左极靴环3、右极靴环4、内极靴环5、外极靴环6、左套筒7、右套筒8、左永磁体环9、中间永磁体环10、右永磁体环11；所述的左套筒7、内极靴环5、右套筒8依次套装于轴1上，所述的左套筒7的右端面与内极靴环5的左端面接触，所述的内极靴环5的右端面与右套筒8的左端面接触；

所述的左极靴环3、外极靴环6、右极靴环4依次设于外壳2的内壁上；所述的左极靴环3的右端面与外极靴环6的左端面接触，所述的外极靴环6的右端面与右极靴环4的左端面接触；

所述的内极靴环5和外极靴环6相互对应，内极靴环5的外圆面和外极靴环6的内圆面之间留有间距；所述的内极靴环5的外圆面上间隔设置一个以上的环槽I，所述的中间永磁体环10设于该环槽I内，中间永磁体环10的外圆面与内极靴环5的外圆面齐平；所述的外极靴环6的内圆面上对应各个中间永磁体环10设有极齿I12，所述的极齿I12沿径向向中间永磁体环10的外圆面延伸，与中间永磁体环10的外圆面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的左极靴环3的内圆面沿径向向左套筒7的外圆面延伸，左极靴环3的内圆面和与左套筒7的外圆面之间留有间距；所述的左极靴环3的内圆面上设有极齿II13，所述的极齿II13沿径向向左套筒7的外圆面延伸，与左套筒7的外圆面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的左极靴环3的右端面上靠近筒体的一侧设有环槽II，所述的左永磁体环9设于环槽II中；所述的左极靴环3的右端面上靠近轴1的一侧与内极靴环5的左端面相互对应，并与内极靴环5的左端面之间留有间距；所述的左极靴环3的右端面上靠近轴1的一侧上设有极齿III14，所述的极齿III14沿轴向向内极靴环5的左端面延伸，与内极靴环5的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的右极靴环4沿径向向右套筒8的外圆面延伸，右极靴环4的内圆面和与右套筒8的外圆面之间留有间距；所述的右极靴环4的内圆面上设有极齿Ⅳ15，所述的极齿Ⅳ15沿径向向右套筒8的外圆面延伸，与右套筒8的外圆面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的右极靴环4的左端面上靠近筒体的一侧设有环槽III，所述的右永磁体环11设于环槽III中；所述的右极靴环4的左端面上靠近轴1的一侧与内极靴环5的右端面相互对应，并与内极靴环5的右端面之间留有间距；所述的右极靴环4的右端面上靠近轴1的一侧上设有极齿Ⅴ16，所述的极齿Ⅴ16沿轴向向内极靴环5的右端面延伸，与内极靴环5的右端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封。

所述的内极靴环5的径向高度高于左套筒7和右套筒8的径向高度；所述的外极靴环6的径向高度小于左极靴环3和右极靴环4的径向高度；

所述的外极靴环6的轴向长度大于内极靴环5的轴向长度，所述的左极靴环3的轴向长度小于左套筒7的轴向长度，所述的右极靴环4的轴向长度小于右套筒8的轴向长度。

所述的环槽II的外圆面与外极靴环6的内圆面齐平，所述的环槽III的外圆面与外极靴环6的内圆面齐平。

所述的左极靴环3的内圆面上设有的极齿II13的数量为1-6个；所述的左极靴环3的右端面上靠近轴1的一侧上设有的极齿III14数量为1-6个；所述的右极靴环4的内圆面上设有的极齿Ⅳ15数量为1-6个；所述的右极靴环4的右端面上靠近轴1的一侧上设有的极齿Ⅴ16的数量为1-6个。

所述的外极靴环6的内圆面上设有的极齿I12的数量为1~20个，所述的中间永磁体环10的数量和位置均与极齿I12相对应。

所述的极齿I12与中间永磁体环10的外圆面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿II13与左套筒7的外圆面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿III14与内极靴环5的左端面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿Ⅳ15与右套筒8的外圆面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿Ⅴ16与内极靴环5的右端面之间的间隙的大小为0.05~3mm。

所述的左永磁体环9、中间永磁体环10、右永磁体环11均为径向充磁型永磁体环；

所述的各个中间永磁体环10的磁力线方向相同；所述的左永磁体环9和中间永磁体环10的磁力线方向相反；所述的左永磁体环9和右永磁体环11的磁力线方向相同。

所述的左极靴环3、右极靴环4的外圆面上设有环槽Ⅳ，所述的环槽Ⅳ内设有密封圈17。

所述的多磁混联型磁流体密封装置，还包括左隔磁环18、右隔磁环19；所述的左隔磁环18和右隔磁环19设于壳体2的内壁上，左隔磁环18位于左极靴环3的左侧，右隔磁环19位于右极靴环4的右侧。

所述的多磁混联型磁流体密封装置，还包括左轴承20和右轴承21，所述的左轴承20和右轴承21分别套装于轴1上，所述的左轴承20设于左隔磁环18左侧，与左隔磁环18接触；所述的右轴承21设于右隔磁环19的右侧，与右隔磁环19接触。

Claims (10)

1.一种多磁混联型磁流体密封装置，包括外壳（2）、左极靴环（3）、右极靴环（4）、内极靴环（5）、外极靴环（6）、左套筒（7）、右套筒（8）、左永磁体环（9）、中间永磁体环（10）、右永磁体环（11）；其特征在于：

所述的左套筒（7）、内极靴环（5）、右套筒（8）依次套装于轴（1）上，所述的左套筒（7）的右端面与内极靴环（5）的左端面接触，所述的内极靴环（5）的右端面与右套筒（8）的左端面接触；

所述的左极靴环（3）、外极靴环（6）、右极靴环（4）依次设于外壳（2）的内壁上，所述的左极靴环（3）的右端面与外极靴环（6）的左端面接触，所述的外极靴环（6）的右端面与右极靴环（4）的左端面接触；

所述的内极靴环（5）和外极靴环（6）相互对应，内极靴环（5）的外圆面和外极靴环（6）的内圆面之间留有间距；所述的内极靴环（5）的外圆面上间隔设置一个以上的环槽I，所述的中间永磁体环（10）设于该环槽I内，中间永磁体环（10）的外圆面与内极靴环（5）的外圆面齐平；所述的外极靴环（6）的内圆面上对应各个中间永磁体环（10）设有极齿I（12），所述的极齿I（12）沿径向向中间永磁体环（10）的外圆面延伸，与中间永磁体环（10）的外圆面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的左极靴环（3）的内圆面沿径向向左套筒（7）的外圆面延伸，左极靴环（3）的内圆面和与左套筒（7）的外圆面之间留有间距；所述的左极靴环（3）的内圆面上设有极齿II（13），所述的极齿II（13）沿径向向左套筒（7）的外圆面延伸，与左套筒（7）的外圆面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的左极靴环（3）的右端面上靠近筒体的一侧设有环槽II，所述的左永磁体环（9）设于环槽II中；所述的左极靴环（3）的右端面上靠近轴（1）的一侧与内极靴环（5）的左端面相互对应，并与内极靴环（5）的左端面之间留有间距；所述的左极靴环（3）的右端面上靠近轴（1）的一侧上设有极齿III（14），所述的极齿III（14）沿轴向向内极靴环（5）的左端面延伸，与内极靴环（5）的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的右极靴环（4）沿径向向右套筒（8）的外圆面延伸，右极靴环（4）的内圆面和与右套筒（8）的外圆面之间留有间距；所述的右极靴环（4）的内圆面上设有极齿Ⅳ（15），所述的极齿Ⅳ（15）沿径向向右套筒（8）的外圆面延伸，与右套筒（8）的外圆面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；

所述的右极靴环（4）的左端面上靠近筒体的一侧设有环槽III，所述的右永磁体环（11）设于环槽III中；所述的右极靴环（4）的左端面上靠近轴（1）的一侧与内极靴环（5）的右端面相互对应，并与内极靴环（5）的右端面之间留有间距；所述的右极靴环（4）的右端面上靠近轴（1）的一侧上设有极齿Ⅴ（16），所述的极齿Ⅴ（16）沿轴向向内极靴环（5）的右端面延伸，与内极靴环（5）的右端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封。

2.如权利要求1所述的多磁混联型磁流体密封装置，其特征在于：

所述的内极靴环（5）的径向高度高于左套筒（7）和右套筒（8）的径向高度；所述的外极靴环（6）的径向高度小于左极靴环（3）和右极靴环（4）的径向高度；

所述的外极靴环（6）的轴向长度大于内极靴环（5）的轴向长度，所述的左极靴环（3）的轴向长度小于左套筒（7）的轴向长度，所述的右极靴环（4）的轴向长度小于右套筒（8）的轴向长度。

3.如权利要求1所述的多磁混联型磁流体密封装置，其特征在于：所述的环槽II的外圆面与外极靴环（6）的内圆面齐平，所述的环槽III的外圆面与外极靴环（6）的内圆面齐平。

4.如权利要求1所述的多磁混联型磁流体密封装置，其特征在于：所述的左极靴环（3）的内圆面上设有的极齿II（13）的数量为1-6个；所述的左极靴环（3）的右端面上靠近轴（1）的一侧上设有的极齿III（14）数量为1-6个；所述的右极靴环（4）的内圆面上设有的极齿Ⅳ（15）数量为1-6个；所述的右极靴环（4）的右端面上靠近轴（1）的一侧上设有的极齿Ⅴ（16）的并且数量为1-6个。

5.如权利要求1所述的多磁混联型磁流体密封装置，其特征在于：所述的外极靴环（6）的内圆面上设有的极齿I（12）的数量为1~20个，所述的中间永磁体环（10）的数量和位置均与极齿I（12）相对应。

6.如权利要求1所述的多磁混联型磁流体密封装置，其特征在于：所述的极齿I（12）与中间永磁体环（10）的外圆面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿II（13）与左套筒（7）的外圆面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿III（14）与内极靴环（5）的左端面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿Ⅳ（15）与右套筒（8）的外圆面之间的间隙的大小为0.05~3mm；所述的极齿Ⅴ（16）与内极靴环（5）的右端面之间的间隙的大小为0.05~3mm。

7.如权利要求1所述的多磁混联型磁流体密封装置，其特征在于：

所述的左永磁体环（9）、中间永磁体环（10）、右永磁体环（11）均为径向充磁型永磁体环；

所述的各个中间永磁体环（10）的磁力线方向相同；所述的左永磁体环（9）和中间永磁体环（10）的磁力线方向相反；所述的左永磁体环（9）和右永磁体环（11）的磁力线方向相同。

8.如权利要求1所述的多磁混联型磁流体密封装置，其特征在于：所述的左极靴环（3）、右极靴环（4）的外圆面上设有环槽Ⅳ，所述的环槽Ⅳ内设有密封圈（17）。

9.如权利要求1所述的多磁混联型磁流体密封装置，其特征在于：还包括左隔磁环（18）、右隔磁环（19）；所述的左隔磁环（18）和右隔磁环（19）设于壳体（2）的内壁上，左隔磁环（18）位于左极靴环（3）的左侧，右隔磁环（19）位于右极靴环（4）的右侧。

10.如权利要求1所述的多磁混联型磁流体密封装置，其特征在于：还包括左轴承（20）和右轴承（21），所述的左轴承（20）和右轴承（21）分别套装于轴（1）上，所述的左轴承（20）设于左隔磁环（18）左侧，与左隔磁环（18）接触；所述的右轴承（21）设于右隔磁环（19）的右侧，与右隔磁环（19）接触。